DE3419958A1

DE3419958A1 - DRIVE UNIT, ESPECIALLY FOR LOCAL VEHICLES

Info

Publication number: DE3419958A1
Application number: DE19843419958
Authority: DE
Inventors: Ernst 7922 Herbrechtingen Elsner
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1984-05-29
Filing date: 1984-05-29
Publication date: 1985-12-05
Also published as: EP0189420A1; DE3419958C2; JPS61502249A; US4680986A; WO1985005600A1

Description

14199581419958

G 4106 J.M. Voith GmbHG 4106 J.M. Voith GmbH

Kennwort: "Speicher-Busgetriebe" HeidenheimKey word: "memory bus transmission" Heidenheim

Antriebsaggregat, insbesondere für NahverkehrsfahrzeugeDrive unit, in particular for local transport vehicles

Die Erfindung betrifft ein Antriebsaggregat mit den Merkmalen, die im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegeben sind. Danach ist außer einer Antriebsmaschine und einem Gangschaltgetriebe insbesondere ein Schwungradspeicher vorgesehen. Dieser kann im Traktionsbetrieb zum Beschleunigen des Fahrzeuges beitragen, wobei er entladen wird, d.h. Rotationsenergie abgibt. Außerdem kann der Schwungradspeicher zum Abbremsen des Fahrzeugs herangezogen werden, wobei er aufgeladen wird, d.h. Rotationsenergie aufnimmt. Somit kann die Bremsenergie wieder nutzbar gemacht werden. Das Antriebsaggregat ist vorzugsweise für Stadtverkehrs-Omnibusse, aber auch für Nahverkehrs-Schienenfahrzeuge vorgesehen.The invention relates to a drive unit with the features that are specified in the preamble of claim 1. Thereafter In addition to a drive machine and a gear shift transmission, a flywheel storage device is provided in particular. This can contribute to the acceleration of the vehicle in traction mode, whereby it is discharged, i.e. it gives off rotational energy. In addition, the flywheel accumulator can be used to brake the vehicle, whereby it is charged, i.e. rotational energy records. In this way, the braking energy can be made usable again. The drive unit is preferably for City buses, but also for local rail vehicles.

Stand der TechnikState of the art

1. Aufsatz "Stufenloses Getriebe für den Daimler-Benz Gyrobus" von S. Hainmüller1. Article "Continuously variable transmission for the Daimler-Benz Gyrobus" by S. Hainmüller

2. DE-PS 629 7712. DE-PS 629 771

3. DE-PS 30 13 0243. DE-PS 30 13 024

4. DE-PS 26 14 4764. DE-PS 26 14 476

ζ 3419§58 ζ 3419§58

Die Erfindung geht aus von einem der Antriebsaggregate, die aus der Druckschrift 1 bekanntgeworden sind. Am nächsten kommt die in Bild 2 mit Bl bezeichnete Ausführungsform. Als stufenloser Drehzahlwandler ist dort ein hydrostatisches Getriebe vorgesehen mit einer Einrichtung zum kontinuierlichen Verstellen der Übersetzung. Bei jedem Aufladen oder Entladen des Schwungradspeichers ist ein solches kontinuierliches Verstellen der Übersetzung erforderlich. Dabei bestimmt die jeweils gewählte Verstell-Geschwindigkeit oder die Verstell-Kraft (zusammen mit anderen Faktoren) die Höhe der Fahrzeug-Beschleunigung bzw. -Verzögerung.The invention is based on one of the drive units that have become known from document 1. The closest comes the Embodiment labeled B1 in Figure 2. A hydrostatic transmission is provided as a continuously variable speed converter with a device for continuously adjusting the translation. Every time the flywheel storage device is charged or discharged such a continuous adjustment of the translation is necessary. The adjustment speed selected in each case determines this or the adjustment force (together with other factors) the amount of vehicle acceleration or -Delay.

Die Verwendung stufenlos verstellbarer hydrostatischer Getriebe ist stets mit dem Nachteil verbunden, daß derartige Getriebe verhältnismäßig schwer, kompliziert im Aufbau und verschleißanfällig, sind. In der Regel verursachen sie auch störende Geräusche. The use of continuously variable hydrostatic transmission is always associated with the disadvantage that such transmissions are relatively heavy, complicated in structure and prone to wear. As a rule, they also cause annoying noises.

Das bekannte Antriebsaggregat hat zwar den Vorteil, daß ein hydrostatisches Getriebe mit einem verhältnismäßig kleinen Übersetzungsbereich verwendet werden kann. Denn durch das Vorhandensein des Stufenschaltgetriebes und durch die im Teil e des Patentanspruchs 1 beschriebene Steuereinrichtung wird erreicht, daß bei einem Beschleunigungs- oder Bremsvorgang die wirkungsgradgünstigen Betriebspunkte des hydrostatischen Getriebes mehrmals nacheinander durchfahren werden. Diese im Prinzip recht günstige Methode stellt aber hohe Anforderungen an die Übersetzungsstelleinrichtung des hydrostatischen Getriebes. Denn jedesmal wenn bei einer Annäherung der Übersetzung an eine der Grenzen des Übersetzungsbereiches ein Umschalten des Gangschaltgetriebes erforderlich ist, dann muß auch innerhalb kürzester Zeit eine präzise, dem Stufensprung des Gangschaltgetriebes entsprechende Änderung des Übersetzungsverhältnisses des hydrostatischen Getriebes stattfinden.The known drive unit has the advantage that a hydrostatic transmission with a relatively small Translation area can be used. Because by the presence of the multi-step transmission and by the in part e of claim 1 control device described is achieved that during an acceleration or braking process Efficiency-favorable operating points of the hydrostatic transmission are passed through several times in succession. This in The method, which is quite favorable in principle, places high demands on the transmission adjusting device of the hydrostatic transmission. Because every time when the translation approaches one of the limits of the translation range, the Gear shift transmission is required, then a precise step change of the gear shift transmission must also be achieved within a very short time corresponding change in the transmission ratio of the hydrostatic transmission take place.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebsaggregat mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs zu schaffen, das ohne ein hydrostatisches Getriebe auskommt. Es soll insbesondere einen möglichst verschleiSfreien und geräuscharmen Betrieb ermöglichen. Außerdem soll es so gestaltet sein, daß für das erforderliche Gangschaltgetriebe ein vorhandenes, serienmäßig hergestelltes Getriebe verwendet werden kann.The invention is based on the object of providing a drive unit with the features of the preamble of the claim create that works without a hydrostatic transmission. In particular, it should be as wear-free and quiet as possible Enable operation. In addition, it should be designed in such a way that an existing, mass-produced transmission can be used.

Oiese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing features of the claim 1 solved.

Es ist zwar schon seit langer Zeit aus der Literatur bekannt (Druckschrift 2), zum Aufladen und zum Entladen eines Sprungradspeichers eine hydrodynamische Kupplung zu verwenden; siehe z.B. die Kupplung K mit veränderbarem Füllungsgrad in der Figur 5 der Druckschrift 2. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß der Übersetzungsbereich der hydrodynamischen Kupplung den gesamten Drehzahlbereich des Schwungradspeichers entspricht. Deshalb ist es dort unvermeidbar, daß die hydrodynamische Kupplung in großen Teilen ihres Betriebsbereiches mit hohen Verlusten arbeitet. Mit anderen Worten: Bei jedem Beschleunigungs- oder Verzögerungs-Vorgang wird der wirkungsgradgünstige Betriebsbereich nur ein einziges Mal durchfahren.It has been known for a long time from the literature (document 2) to use a hydrodynamic coupling for charging and discharging a jump wheel storage device; please refer E.g. the clutch K with variable filling level in Figure 5 of publication 2. There is a disadvantage of this arrangement in that the transmission range of the hydrodynamic coupling corresponds to the entire speed range of the flywheel accumulator. It is therefore unavoidable there that the hydrodynamic coupling in large parts of its operating range with high Losses works. In other words: With every acceleration or deceleration process, the most efficient one becomes Drive through the operating area only once.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, sind bei einem anderen bekannten Antriebsaggregat (Druckschrift 3) zwei hydrodynamische Kupplungen vorgesehen, nämlich eine Ladekupplung und eine Entladekupplung. Der Betriebsbereich der Entladekupplung ist durch zwei Maßnahmen verhältnismäßig klein gehalten. Zum einen wird der Entladevorgang erst oberhalb einer bestimmten Mindestdrehzahl der Ausgangswelle (etwa bei 50 % der maximalen Drehzahl der Ausgangswelle) in Gang gesetzt. Zum anderen ist dort das Schaltgetriebe ein rein hydrodynamisches Getriebe, in dem die Drehmomentübertragung (im gesamten Fahrgeschwindigkeitsbereich) stets über einen Drehmomentwandler stattfindet. Somit erfolgt auch das Übertragen der aus dem Schwungradspeicher entnommenenIn order to avoid this disadvantage, two hydrodynamic couplings are provided in another known drive unit (publication 3), namely a charging coupling and a discharging coupling. The operating range of the discharge coupling is kept relatively small by two measures. On the one hand, the discharge process is only started above a certain minimum speed of the output shaft (around 50% of the maximum speed of the output shaft). On the other hand, the gearbox there is a purely hydrodynamic gearbox in which the torque is always transmitted (over the entire driving speed range) via a torque converter. In this way, the data taken from the flywheel memory are also transferred

3419Ϊ583419Ϊ58

Rotationsenergie nacheinander über die genannte Entladekupplung und einen hydrodynamischen Drehmomentwandler, wobei der letztere den überwiegenden Teil der notwendigen stufenlosen Wandlung des Drehzahlverhältnisses zwischen dem Schwungradspeicher und der Ausgangswelle übernimmt. Ein Nachteil dieser Konstruktion ist darin zu sehen, daß die hydrodynamischen Drehmomentwandler naturgemäß nicht in der Lage sind, Bremsmoment von der Ausgangswelle rückwärts in Richtung zum Schwungradspeicher zu übertragen. Man benötigt deshalb dort zusätzlich die schon genannte Ladekupplung, welche die Ausgangswelle über Zahnräder (unter Umgehung der hydrodynamischen Wandler) mit dem Schwungradspeicher verbindet. Der insgesamt dort erforderliche Aufwand lohnt sich nur, wenn das hydrodynamische Getriebe, wie zum Beispiel in Schienenfanrzeugen, ohnehin vorhanden ist.Rotational energy successively via the said discharge clutch and a hydrodynamic torque converter, the latter the majority of the necessary stepless conversion of the speed ratio between the flywheel accumulator and the output shaft takes over. A disadvantage of this design is that the hydrodynamic torque converter are naturally not able to reverse the braking torque from the output shaft in the direction of the flywheel accumulator transfer. You therefore also need the aforementioned charging coupling, which drives the output shaft via gears (bypassing the hydrodynamic converter) connects to the flywheel accumulator. The total effort required there It is only worthwhile if the hydrodynamic gearbox, such as in rail fans, is already available.

Bei dem erfindungsgemäßen Antriebsaggregat ist nun - abweichend von Druckschrift 3 - nur eine einzige schlupffähige Kupplung (vorzugsweise hydrodynamische Kupplung) vorgesehen. Trotzdem wird ein guter durchschnittlicher Wirkungsgrad erzielt; denn die Erfindung macht von dem aus der Druckschrift 1 bekannten Gedanken Gebrauch, den Übersetzungsbereich des Drehzahlwandlers, d.h. nunmehr der Schlupfkupplung, nur gleich einem Bruchteil des Drehzahlbereiches des Schwungradspeichers zu machen. Die in diesem Zusammenhang erforderliche und oben schon erwähnte Steuereinrichtung (siehe Teil e des Anspruchs 1) kann hierbei mit viel geringerem Aufwand als bei dem Antriebsaggregat gemäß Druckschrift 1 das Umschalten des Gangschaltgetriebes auslösen, wenn der Kupplungsschlupf die untere Grenze des BetriebsDereichs erreicht hat. Denn einer solchen Schlupfkupplung kann ohne weiteres eine plötzliche Erhöhung des Schlupfes aufgezwungen werden. Im Falle einer hydrodynamischen Kupplung besteht zwar die Möglichkeit, daß aus einer plötzlichen Schlupferhöhung eine stoßartige Erhöhung des übertragenen Drehmoments resultiert. Jedoch kann man diese Gefahr mit einfachen Mitteln beseitigen, indem bekannte Maßnahmen (z.B. Druckschrift 4) zur selbsttätigen raschen Entleerung der Kupplung vorgesehen werden.In the drive unit according to the invention, there is now - in contrast to document 3 - only a single clutch that is capable of slipping (preferably hydrodynamic coupling) provided. Nevertheless, a good average efficiency is achieved; because the invention makes use of the idea known from document 1, the transmission range of the speed converter, i.e. now the slip clutch, only to make a fraction of the speed range of the flywheel accumulator. The control device required in this context and already mentioned above (see part e of claim 1) can here with much less effort than with the drive unit according to document 1 switching the gear shift transmission Trigger when the clutch slip has reached the lower limit of the operating range. Because such a slip clutch a sudden increase in slip can easily be imposed. In the case of a hydrodynamic coupling there is the possibility that a sudden increase in slip results in a sudden increase in the transmitted torque results. However, this risk can be eliminated with simple means by taking known measures (e.g. publication 4) for automatic rapid emptying of the clutch can be provided.

Ein weiterer wesentlicher Schritt zum Brauchbar-Machen der erfindungsgemäß vorgesehenen Schlupfkupplung besteht im folgenden: Gemäß Teil g des Anspruchs 1 ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, daß sie jeweils beim Übergang in den Traktionsbetrieb (bzw. beim Übergang in den Bremsbetrieb) durch Wahl eines geeigneten Übersetzungsverhältnisses die Drehzahl der jeweils in Kraftfluörichtung ersten Kupplungshälfte auf einen Betrag einstellt, der größer ist als die Drehzahl der anderen Kupplungshälfte. Hierdurch wird gewährleistet, daß innerhalb des Drehzahlbereiches des Schwungradspeichers jederzeit ein Entladevorgang eingeleitet werden kann und genauso jederzeit ein Ladevorgang.Another essential step in making the invention useful provided slip clutch consists of the following: According to part g of claim 1 is the control device designed in such a way that it passes through each time the transition to traction mode (or when transitioning to braking mode) occurs Selection of a suitable transmission ratio on the speed of the respective first clutch half in the power flow direction sets an amount that is greater than the speed of the other coupling half. This ensures that within of the speed range of the flywheel accumulator, a discharge process can be initiated at any time and at any time a charging process.

Ausführungsbeispiele der Erfindung und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Exemplary embodiments of the invention and further advantageous configurations are described below with reference to the drawing.

Di'e Figur 1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Antriebsaggregat. Di'e Figure 1 shows schematically a drive unit according to the invention.

Die Figur 2 ist ein zu der Figur 1 gehörendes Diagramm, worin die Drehzahlen η der wesentlichen Aggregat-Teile über der Fahrgeschwindigkeit ν aufgetragen sind.FIG. 2 is a diagram belonging to FIG. 1, in which the speeds η of the essential assembly parts over the driving speed ν are plotted.

Die Figur 3 ist ein Diagramm mit unterschiedlichen Schwungrad-Drehzahl-Kurven. FIG. 3 is a diagram with different flywheel speed curves.

In Figur 1 treibt ein Brennkraftmotor 10 die Eingangswelle 11 eines Lastschaltgetriebes 12, z.B. eines Sechsgang-Getriebes, das eine Ausgangswelle 13 hat. Ein Schwungrad 14 ist an einer Welle 15 befestigt, mit dem auch das eine Schaufelrad 21 einer hydrodynamischen Kupplung 20 verbunden ist. Das andere Schaufelrad 22 ist über eine Welle 16 an ein Ritzel 17 gekoppelt; dieses kämmt mit einem Zahnrad 18, das mit der Eingangswelle 11 verbunden ist. Mit dem zuerst genannten Schaufelrad 21 rotiert eine Schale 23.In Figure 1, an internal combustion engine 10 drives the input shaft 11 of a powershift transmission 12, e.g. a six-speed transmission, which has an output shaft 13. A flywheel 14 is attached to a shaft 15, with which a paddle wheel 21 is also a hydrodynamic coupling 20 is connected. The other impeller 22 is coupled to a pinion 17 via a shaft 16; this meshes with a gear 18 which is connected to the input shaft 11. With the first-mentioned paddle wheel 21 rotates a bowl 23.

In die Kupplung 20 mündet eine Fülleitung 24, 24a zum Zuführen einer Arbeitsflüssigkeit. Diese wird mittels einer Pumpe 25 aus einem Flüssigkeitsbehälter 26 entnommen und über ein Mengen-A filling line 24, 24a for supplying a working fluid opens into the coupling 20. This is done by means of a pump 25 taken from a liquid container 26 and via a volume

3419^583419 ^ 58

steuerventil 27 zugeführt. Das Ventil 27 ist mittels einer beispielsweise elektrischen Stelleinrichtung 28 verstellbar. Es kann zweckmäßig als Stromteilerventil ausgebildet sein, wie symbolisch dargestellt; d.h. der über die Leitung 24 zugeführte Flüssigkeitsstrom gelangt teils über die Leitung 24a in die Kupplung 20, teils über die Leitung 24b zurück in den Behälter 26, wobei das Mengenverhältnis zwischen den Teilströmen beliebig eingestellt werden kann.control valve 27 supplied. The valve 27 is by means of an example electrical adjusting device 28 adjustable. It can expediently be designed as a flow divider valve, such as represented symbolically; i.e. the liquid flow supplied via line 24 partly enters the via line 24a Coupling 20, partly via the line 24b back into the container 26, the quantitative ratio between the partial flows as desired can be adjusted.

Die Kupplungsschale 23 hat mehrere ständig offene, gedrosselte Entleeröffnungen (in der Zeichnung nicht dargestellt). Durch diese kann ständig eine gewisse Arbeitsflussigkeitsmenge aus dem Inneren der Kupplung entweichen, entweder direkt in den Flüssigkeitsbehälter 26 oder in ein feststehendes Kupplungsgehäuse 20a. In diesem Fall ist an das Gehäuse 20a eine Entleerleitung 29 angeschlossen, die in den Flüssigkeitsbehälter 26 mündet. Die Elemente 24 bis 29 dienen zum Verändern des Füllungsgrades der hydrodynamischen Kupplung 20. Der Füllungsgrad bestimmt bekanntlich das bei einem bestimmten Drehzahlverhältnis (Schlupf) übertragene Drehmoment. Vorzugsweise verwendet man eine Kupplung ähnlich Druckschrift 4. Diese bekannte Kupplung kann durch selbsttätiges Entleeren über eine zusätzliche Entleeröffnung das Kupplungs-Moment begrenzen. Dies ist wichtig vor allem während des BremsDetriebs, d.h. beim Aufladen des Schwungrades 14, wenn das Lastschaltgetriebe 12 von einem Gang in den nächsten umgeschaltet wird. DeshalD wird man, entsprechend der Lehre der Druckschrift 4 die Schale 23 an demjenigen Schaufelrad 21 befestigen, welches über die Welle 15 mit dem Schwungradspeicher 14 gekoppelt ist.The coupling shell 23 has several constantly open, throttled drainage openings (not shown in the drawing). By a certain amount of working fluid can constantly escape from inside the coupling, either directly into the Liquid container 26 or in a fixed coupling housing 20a. In this case there is an emptying line on the housing 20a 29 connected, which opens into the liquid container 26. The elements 24 to 29 are used to change the degree of filling of the hydrodynamic coupling 20. As is known, the degree of filling determines that at a certain speed ratio (Slip) transmitted torque. A coupling similar to publication 4 is preferably used. This known coupling can limit the clutch torque by automatically emptying via an additional emptying opening. This is important especially during the braking operation, i.e. when charging the flywheel 14 when the powershift transmission 12 is out of gear is switched to the next. Therefore, according to the teaching of the publication 4, the shell 23 is attached to that person Fasten the paddle wheel 21, which is coupled to the flywheel storage device 14 via the shaft 15.

Der Motor 10 hat einen Laststeller 19 (z.B. an der Einspritzpumpe im Falle eines Dieselmotors). Eine Steuerzentrale 30 ist über die Steuerleitungen 31 bis 36 mit dem Lastschaltgetriebe 12 verbunden. Hierdurch kann die Steuerzentrale im Lastschaltgetriebe einen der sechs Gänge einlegen oder das Lastschaltgetriebe in den Leerlauf schalten. Eine weitere Steuerleitung 39The engine 10 has a load regulator 19 (e.g. on the injection pump in the case of a diesel engine). A control center 30 is Connected to the powershift transmission 12 via the control lines 31 to 36. This enables the control center in the powershift transmission Engage one of the six gears or shift the powershift transmission to neutral. Another control line 39

AO 3419^58 AO 3419 ^ 58

führt von der Steuerzentrale 30 zum Laststeller 19 des Motors IU. An den Wellen 15, 16 und 13 Definden sich Drehzahlmesser 41, 42 bzw. 43, von denen je eine MeÖleitung 46, 47 bzw. 48 in die Steuerzentrale 30 führt. Mit einem Gaspedal 51 und mit einem Bremspedal 52 kann der Fahrer über Steuerleitungen 56 bzw. 57 die Höhe der gewünschten Beschleunigung bzw. Verzögerung in die Steuerzentrale eingeben. Außerdem ist ein Schalter 53 vorgesehen, mit dem ein Befehlen zum Aufladen des Schwungradspeichers 14 mit Hilfe des Motors 10 befohlen werden kann.leads from the control center 30 to the load regulator 19 of the motor IU. Tachometers 41, 42 and 43 are located on shafts 15, 16 and 13, each of which has a metering line 46, 47 and 48 leading into control center 30. With an accelerator pedal 51 and a brake pedal 52, the driver can enter the level of the desired acceleration or deceleration into the control center via control lines 56 and 57, respectively. In addition, a switch 53 is provided with which a command for charging the flywheel storage device 14 with the aid of the engine 10 can be commanded.

Ein Regler 60 dient zum Einstellen des von der Kupplung 20 übertragenen Drehmoments. Hierzu ist von der Meßleitung 46 eine Leitung 46a abgezweigt und an den Eingang einer Differenziereinrichtung 61 angeschlossen. Deren Ausgang liefert ein Meßsignal, das der jeweiligen Drehbeschleunigung bzw. Drehverzögerung des Schwungradspeichers 14 entspricht. Dieses Meßsignal wird über die Leitung 46b als Ist-Wert dem Regler 60 zugeführt. Dieser Ist-Wert entspricht mit hoher Genauigkeit dem augenblicklich von der Kupplung 20 übertragenen Drehmoment. Der Regler 60 vergleicht diesen Ist-Wert mit einem Soll-Wert, der über die Leitung 62 zugeführt wird, die an den Ausgang eines Oder-Gliedes 63 angeschlossen ist. An dessen Eingangsseite sind drei von der Steuerzentrale 30 kommende Leitungen 56a, 57a und 58a angeschlossen. Die Steuerzentrale 30 liefert über die Leitung 56a einen Soll-Wert, der dem am Gaspedal 51 eingestellten Beschleunigungswunsch entspricht und über die Leitung 57a einen anderen Soll-Wert, der dem am Bremspedal 52 eingestellten Verzögerungswunsch entspricht. Der schließlich über die Leitung 58a zugeführte Soll-Wert ist in der Steuerzentrale 30 fest eingestellt und nur dann wirksam, wenn das Aufladen des Schwungradspeichers durch den Motor befohlen ist. Wenn der Regler 60 feststellt, daß die verglichenen Werte (Ist-Wert und Soll-Wert) voneinander abweichen, dann bewirkt er über die Leitung 38 ein entsprechendes Verstellen des Ventils 27 und hierdurch eine Änderung des Kupplungsfüllungsgrades, so daß sich das Kupplungsmoment an den jeweils eingestellten Sollwert angleicht.A regulator 60 is used to adjust the torque transmitted by the clutch 20. For this purpose, one of the measuring line 46 is Line 46 a branched off and connected to the input of a differentiating device 61. Its output supplies a measuring signal, which corresponds to the respective rotational acceleration or rotational deceleration of the flywheel accumulator 14. This measurement signal is The actual value is supplied to the controller 60 via the line 46b. This actual value corresponds to the momentary with a high degree of accuracy torque transmitted by the clutch 20. The controller 60 compares this actual value with a target value, which is about the Line 62 is supplied, which is connected to the output of an OR element 63. On the entrance side are three of lines 56a, 57a and 58a coming from the control center 30 are connected. The control center 30 delivers via line 56a a setpoint value which corresponds to the desired acceleration set on the accelerator pedal 51 and another via line 57a Setpoint value that corresponds to the desired deceleration set on the brake pedal 52. The finally supplied via line 58a The target value is permanently set in the control center 30 and is only effective when the flywheel storage device is being charged is commanded by the engine. If the controller 60 determines that the compared values (actual value and target value) from each other differ, then it causes a corresponding adjustment of the valve 27 via the line 38 and thereby a change in the Clutch filling level, so that the clutch torque adapts to the setpoint value set in each case.

3419^583419 ^ 58

In Fig. 2 zeigt die Kurve a das Abnehmen der Schwungrad-Drehzahl beim Beschleunigen des Fahrzeugs, beispielsweise zwischen O und 40 km/h. Darüber bleibt die Schwungraddrehzahl ungefähr konstant, auf ihrem kleinstmöglichen Wert n·,. Die Kurve b zeigt das Ansteigen der Schwungrad-Drehzahl während eines Bremsvorganges, beispielsweise im Fahrgeschwindigkeitsbereich zwischen 60 und etwa 10 km/h. Darunter wird bis zum Stillstand mechanisch gebremst, wobei die Schwungrad-Drehzahl wenigstens angenähert ihren maximalen Wert η 'beibehält. Die Zickzack-Linie c zeigt den Verlauf der Motordrehzahl (Drehzahl der Eingangswelle 11) während eines Beschleunigungsvorganges, unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Getriebeübersetzungen im Getriebe 12. Die entsprechenden Drehzahlen der Welle 16 (Zickzack-Linie d) betragen beispielsweise das Vierfache der Motordrehzahlen, entsprechend dem Übersetzungsverhältnis der Zahnräder 18, 17 (Hochgang). Die beim Bremsbetrieb (Aufladen des Schwungradspeichers 14) auftretenden Drehzahlen der Welle 16 sind durch die Zickzack-Linie e dargestellt. Der entsprechende Drehzahlverlauf der Eingangswelle 11, reduziert im Verhältnis der Übersetzung des Hochgangs 17, 18, ist durch die Zickzack-Linie f dargestellt.In Fig. 2, curve a shows the decrease in the flywheel speed when accelerating the vehicle, for example between O and 40 km / h. Above that, the flywheel speed remains approximately constant, at its smallest possible value n · ,. The curve b shows the increase in the flywheel speed during braking, for example in the driving speed range between 60 and about 10 km / h. Below this, it is mechanically braked to a standstill, with the flywheel speed at least approximately maintains its maximum value η '. The zigzag line c shows the course of the engine speed (speed of the input shaft 11) during an acceleration process, below Consideration of the different gear ratios in gearbox 12. The corresponding speeds of shaft 16 (zigzag line d) are, for example, four times the engine speed, corresponding to the gear ratio of the gears 18, 17 (high gear). The speeds of the shaft 16 that occur during braking operation (charging of the flywheel accumulator 14) are represented by the zigzag line e. The corresponding speed curve of the input shaft 11 is reduced in proportion the translation of the high gear 17, 18 is shown by the zigzag line f.

Aufladen des Schwungradspeichers 14 bei stillstehendem FahrzeugCharging the flywheel storage device 14 when the vehicle is stationary

Wie schon erwähnt, wird im allgemeinen vor dem Anfahren des Fahrzeuges der Schwungradspeicher 14 mit Hilfe des Motors 10 aufgeladen, ausgelöst durch den Taster 53 (Figur 1). Die Steuerzentrale 30 hält hierbei das Lastschaltgetriebe 12 im Leerlauf, steuert den Motor 10 auf Vollast und führt dem Regler 60 über die Leitungen 58a und 62 einen Soll-Wert zu. Hierdurch löst der Regler 60 das teilweise Füllen der Kupplung 20 aus, so daß das Hochfahren des Schwungradspeichers beginnt. Mit zunehmender Schwungrad-Drehzahl verringert sich der Kupplungsschlupf. Damit dennoch das von der Kupplung übertragene Drehmoment wenigstens angenähert konstant bleibt, erhöht der Regler 60 den Füllungsgrad der Kupplung allmählich. Beim Erreichen der maximalen Schwungraddrehzahl stellt die Steuerzentrale den Mo-As already mentioned, the flywheel storage device 14 is generally stored with the aid of the motor 10 before the vehicle starts charged, triggered by the button 53 (Figure 1). The control center 30 keeps the powershift transmission 12 in the Idle, controls the engine 10 to full load and supplies the controller 60 via the lines 58a and 62 with a setpoint value. Through this the controller 60 triggers the partial filling of the clutch 20, so that the start-up of the flywheel accumulator begins. With increasing Flywheel speed reduces the clutch slip. This still means the torque transmitted by the clutch remains at least approximately constant, the controller 60 gradually increases the degree of filling of the clutch. Upon reaching the maximum flywheel speed, the control center provides the mo-

Al 3419^58 Al 3419 ^ 58

tor 10 auf Leerlauf und den Sollwert in der Leitung 58a auf Null, so daß der Regler 60 das Entleeren der Kupplung 20 auslöst. gate 10 to idle and the setpoint in the line 58a to zero, so that the controller 60 triggers the emptying of the clutch 20.

AnfahrenStart up

Der Befehl zum Anfahren wird durch das Gaspedal 51 der Steuerzentrale 30 zugeführt. Diese bewirkt über die Leitung 31 das Einschalten des ersten Ganges im Getriebe 12 und gibt über die Leitungen 56a und 62 einen der Gaspedal-Stellung entsprechenden Sollwert an den Regler 60. Dieser bewirkt wieder über die Leitung 38 das teilweise Füllen der Kupplung 20 und steuert die Zunahme des Füllungsgrades der Kupplung abhängig von der Höhe des Beschleunigungswunsches. Im allgemeinen wird die Drehzahl der Welle 16 bis zum Erreichen des Synchronlaufes des ersten Ganges des Schaltgetriebes 12 auf demjenigen Wert gehalten, welcher der Leerlaufdrehzahl des Motors 10 entspricht (horizontale Linien d bzw. c in Figur 2). Abweichend hiervon kann aber auch schon während des Synchronisierens des ersten Ganges ein Ansteigen dieser Drehzahlen durch stärkeres Erhöhen des Kupplungsfullungsgrades erfolgen.The command to start is given by the accelerator pedal 51 of the control center 30 supplied. This causes the switching on of the first gear in the transmission 12 via the line 31 and is via the Lines 56a and 62 send a setpoint value corresponding to the accelerator pedal position to controller 60. This again effects the line 38 the partial filling of the coupling 20 and controls the increase in the degree of filling of the coupling depending on the height the desire for acceleration. In general, the speed of the shaft 16 until the first synchronous operation is reached Gear of the gearbox 12 is held at the value that corresponds to the idling speed of the engine 10 (horizontal Lines d and c in Figure 2). However, this can also deviate from this during the synchronization of the first gear an increase in these speeds takes place by increasing the degree of clutch filling.

Weiteres BeschleunigenAccelerate further

Nach dem Erreichen des Synchronlaufes des ersten Ganges im Getriebe 12 wird die Höhe der Beschleunigung des Fahrzeuges weiterhin durch die Stellung des Gaspedals 51 bestimmt. Der Regler 60 steuert dementsprechend die Zunahme des Kupplungsfullungsgrades. Die Füllung des Motors 10 wird durch den Fahrer (oder durch die Steuerzentrale 30) nur in dem jeweils nötigen Maße erhöht, z.B. wenn ein erhöhter Fahrwiderstand dies erforderlich macht. Die Drehzahlen der Wellen 11 und 16 erhöhen sich nun entlang der dem ersten Gang zugeordneten Diagonalen c-. bzw. d,. Die Schwungraddrehzahl nimmt ab, wie schon erwähnt, entlang der Kurve a. Wenn sich die beiden Drehzahlwerte a und d-, einander weitgehend angenähert haben, z.B. beim Schlupf in derAfter reaching synchronous running of the first gear in the transmission 12, the level of acceleration of the vehicle is further determined by the position of the accelerator pedal 51. The regulator 60 accordingly controls the increase in the degree of clutch filling. The filling of the engine 10 is determined by the driver (or by the control center 30) is only increased to the extent necessary in each case, e.g. if an increased driving resistance requires this power. The speeds of the shafts 11 and 16 now increase along the diagonals c- assigned to the first gear. respectively. d ,. As already mentioned, the flywheel speed decreases along curve a. If the two speed values a and d-, have largely approximated each other, e.g. when slipping in the

34199^834199 ^ 8

Kupplung 20 von nur noch ungefähr 3 % (Mindestschlupf), dann befiehlt die Steuerzentrale 30 das Umschalten des Getriebes in den zweiten Gang. Hierdurch sinken die Drehzahlen der Wellen 11 und 16 entlang von annähernd vertikalen Linien auf die Diagonale C₂ bzw. d₂ des zweiten Ganges. Der Regler 60 steuert gleichzeitig ein Zurücknehmen des Füllungsgrades in der Kupplung 20 derart, daß das Kupplungsmoment trotz des plötzlich vergrößerten Schlupfes wie bisher der Gaspedalstellung, (d.h. dem Beschleunigungswunsch) entspricht. Es erfolgt wieder ein Anstieg der Drehzahlen der Wellen 16 und 11 wie beim Betrieb im ersten Gang. Das beschriebene Spiel wiederholt sich bis schließlich der sechste Gang eingelegt ist.Clutch 20 of only about 3 % (minimum slip), then the control center 30 commands the shifting of the transmission into second gear. As a result, the speeds of the shafts 11 and 16 drop along approximately vertical lines to the diagonal C ₂ and d _{2 of} the second gear. The controller 60 simultaneously controls a reduction in the degree of filling in the clutch 20 in such a way that the clutch torque corresponds, as before, to the accelerator pedal position (ie the desired acceleration) despite the suddenly increased slip. There is again an increase in the speeds of the shafts 16 and 11 as when operating in first gear. The game described is repeated until finally the sixth gear is engaged.

Antrieb durch den Motor alleinPropulsion by the engine alone

Wenn beim Beschleunigen im sechsten Gang die Kupplung 20 erneut den Mindestschlupf erreicht hat, dann ist ein weiteres Entladen des Schwungradspeichers 14 nicht mehr möglich. Die Steuerzentrale 30 Steuer nun den Sollwert in der Leitung 56a auf Null, so daß der Regler 60 die Kupplung 20 entleert. Wenn weiterhin Beschleunigen befohlen wird, dann erhöht die Steuerzentrale die Motorfüllung. Nun wird das Fahrzeug allein durch den Motor 10 beschleunigt oder auf einer konstanten Fahrgeschwindigkeit gehalten. Die Schwungraddrehzahl bleibt hierbei annähernd gleich (abgesehen von einer Drehzahlminderung infolge der üblichen geringfügigen Verluste). Die Drehzahl der Welle 16 steigt nun auf Werte oberhalb der Schwungraddrehzahl, entlang der Diagonalen d₆ des sechsten Ganges.If the clutch 20 has again reached the minimum slip when accelerating in sixth gear, the flywheel accumulator 14 can no longer be discharged further. The control center 30 now controls the setpoint value in the line 56a to zero, so that the controller 60 empties the clutch 20. If the command to accelerate continues, the control center will increase the engine charge. The vehicle is now accelerated by the engine 10 alone or is kept at a constant driving speed. The flywheel speed remains approximately the same (apart from a speed reduction due to the usual minor losses). The speed of the shaft 16 now increases to values above the flywheel speed, along the diagonal d _{6 of} the sixth gear.

BremsenBrakes

Wird z.B. bei der Fahrgeschwindigkeit 60 km/h ein Bremsbefehl erteilt, so leitet die Steuerzentrale die am Bremshebel 52 eingestellte Höhe der gewünschten Verzögerung als Sollwert über die Leitungen 57a und 62 an den Regler 60. Dieser löst wieder das Füllen der Kupplung 20 aus, so daß der Schwungradspeicher 14 aus der Bewegungsenergie des Fahrzeugs aufgeladen wird. DerIf, for example, a brake command is issued at a driving speed of 60 km / h, the control center transmits the one set on the brake lever 52 The amount of the desired delay as a setpoint value via the lines 57a and 62 to the controller 60. This triggers again the filling of the clutch 20, so that the flywheel accumulator 14 is charged from the kinetic energy of the vehicle. Of the

AH 3419^58 AH 3419 ^ 58

Füllungsgrad der Kupplung wird hierbei wieder durch den Regler 60 laufend erhöht. Der Regler steuert die Zunahme des Füllungsgrades derart, daß die Drehbeschleunigung des Schwungrades 14 das gewünschte Bremsmoment erzeugt. Bei eingeschaltetem sechsten Gang nimmt die Drehzahl der Welle 16 entlang der Diagonalen e₆ ab, bis der Kupplungsschlupf wieder den Mindestwert erreicht. Hierdurch wird das Zurückschalten des Getriebes 12 in den fünften Gang ausgelöst, wodurch die Drehzahlen der Wellen 11 und 16 entlang einer ungefähr vertikalen Linie ansteigen. Hierbei verringert der Regler 60 den Füllungsgrad der Kupplung entsprechend dem Anstieg des Schlupfes, und das Spiel beginnt von neuem. Das Aufladen des Schwungradspeichers 14 (und das hieraus resultierende Abbremsen des Fahrzeugs) ist beendet, wenn bei eingeschaltetem ersten Gang der Mindestschlupf in der Kupplung 20 erreicht ist. In diesem Betriebspunkt steuert die Steuerzentrale 30 den Sollwert in der Leitung 57a auf Null, so daß der Regler 60 die Kupplung 20 entleert. Das Fahrzeug wird nun bei Bedarf vollends mit den Reibungsbremsen zum Stillstand gebracht.The degree of filling of the clutch is again continuously increased by the controller 60. The controller controls the increase in the degree of filling in such a way that the rotational acceleration of the flywheel 14 generates the desired braking torque. When the sixth gear is engaged, the speed of the shaft 16 decreases along the diagonal e ₆ until the clutch slip again reaches the minimum value. This triggers the downshift of the transmission 12 into fifth gear, as a result of which the speeds of the shafts 11 and 16 increase along an approximately vertical line. In this case, the controller 60 reduces the degree of filling of the clutch in accordance with the increase in slip, and the game begins anew. The charging of the flywheel storage device 14 (and the braking of the vehicle resulting therefrom) is ended when the minimum slip in the clutch 20 is reached when the first gear is engaged. At this operating point, the control center 30 controls the setpoint value in the line 57a to zero, so that the controller 60 empties the clutch 20. If necessary, the vehicle can now be brought to a complete standstill with the friction brakes.

In Fig. 2 wurde angenommen, daß gleichbleibende Beschleunigung bzw. Verzögerung befohlen wird, weshalb die Kurven a und b stetig gekrümmt sind. Es versteht sich, daß auch andere Verläufe dieser Kurven möglich sind, wenn z.B. während eines Bremsvorganges das Bremspedal 52 verstellt wird. Naturgemäß hängt der Verlauf der Kurven auch von der Höhe der Schwungmasse des Schwungradspeichers 14 ab.In Fig. 2 it was assumed that constant acceleration or deceleration is commanded, which is why curves a and b are continuous are curved. It goes without saying that other courses of these curves are also possible, e.g. if during a braking process the brake pedal 52 is adjusted. Naturally, the course of the curves also depends on the height of the flywheel mass of the Flywheel accumulator 14 from.

Weiterhin versteht es sich, daß ein Aufladen des Speichers 14 (Bremsvorgang) bei zahlreichen beliebigen Fahrgeschwindigkeiten eingeleitet werden kann, z.B. bei Höchstgeschwindigkeit, wobei die den Anstieg der Schwungrad-Drehzahl darstellende Bremskurve b¹ im Punkt M beginnt. Genauso kann ein Bremsvorgang unmittelbar nach einem Beschleunigungsvorgang eingeleitet werden, so z.B. auch schon, bevor das Schwungrad seine Minimal-Drehzahl n, erreicht hat. Siehe z.B. Beginn der Bremskurve b¹¹ im Punkt N. In diesem Falle schaltet die Steuereinrichtung 30 (ge-Furthermore, it goes without saying that a charging of the memory 14 (braking process) can be initiated at any number of travel speeds, for example at maximum speed, the braking curve b ¹ representing the increase in the flywheel speed beginning at point M. In the same way, a braking process can be initiated immediately after an acceleration process, for example even before the flywheel has reached its minimum speed n. See, for example, the beginning of the braking curve b ¹¹ at point N. In this case, the control device 30 (switched

/fi/ fi

3419^583419 ^ 58

maß Merkmal g des Anspruchs 1) zu Beginn des Bremsvorgangs das Getriebe 12 unmittelbar in den vierten Gang, damit die Drehzahl der Welle 16 (Diagonale e^) größer ist als die Schwungrad-Drehzahl. measured feature g of claim 1) at the beginning of the braking process Transmission 12 directly into fourth gear so that the speed of the shaft 16 (diagonal e ^) is greater than the flywheel speed.

Beim bisher beschriebenen Ausführungsbeispiel ergeben sich im Bremsbetrieb (d.h. beim Aufladen des Speichers) verhältnismäßig hohe Drehzahlen für den Motor 10 und die Welle 11, wie dies die Zickzacklinie f zeigt. Um den Motor 10 vor diesen hohen Drehzahlen zu schützen, kann zwischen Motor 10 und Zahnrad 18 eine Schaltkupplung 50 oder ein Freilauf angeordnet werden. Hierdurch kann der Motor beim Bremsen aogeschaltet werden, wodurch Kraftstoffverbrauch und Schleppverluste verringert werden. Auch kann man bei Bedarf allein mit dem Schwungrad, also ohne Motor anfahren; d.h. der Motor wird erst dann wieder eingeschaltet, wenn das Fahrzeug die Haltestelle verlassen hat. In diesem Fall braucht das Getriebe 12 nicht (wie oben angenommen) einen schlupffähigen ersten Gang zu haben, z.B. mit einem Drehmomentwandler. Vielmehr übernimmt hier die Kupplung 20 die Funktion des Anfahr-Getriebegliedes, indem sie das ganze Aggregat einschließlich der Wellen 11 und 16 aus dem Stillstand hochfährt.In the exemplary embodiment described so far, the result in braking operation (i.e. when charging the memory) is relative high speeds for the motor 10 and the shaft 11, as shown by the zigzag line f. To the engine 10 from these high speeds To protect, a clutch 50 or a freewheel can be arranged between motor 10 and gear 18. Through this the engine can be switched on when braking, which reduces fuel consumption and drag losses. Even you can start off with the flywheel alone, i.e. without a motor, if necessary; i.e. the motor is only switched on again, when the vehicle has left the stop. In this case the transmission 12 does not need one (as assumed above) To have a slippable first gear, e.g. with a torque converter. Rather, here the clutch 20 takes over the function of the starting gear member by including the entire unit the shafts 11 and 16 starts up from a standstill.

Umgekehrt kann aber auch vorgesehen werden, daß mit dem Motor 10 allein angefahren wird, insbesondere wenn - wie schon erwähnt - das Lastschaltgetriebe 12 ein Anfahr-Getriebeglied (Wandler, schlupffähige Kupplung od. dgl.) aufweist.Conversely, however, it can also be provided that the motor 10 is used alone, especially if - as already mentioned - The powershift transmission 12 has a starting transmission element (converter, slippable clutch or the like).

Anstelle oder zusätzlich zu der Schaltkupplung 50 kann zwischen der Kupplung 20 und dem Lastschaltgetriebe 12 ein zusätzliches Zwei-Gang-Schaltgetriebe 40 vorgesehen werden, das durch die Steuerzentrale 30 über die Leitungen 44 und 45 gesteuert wird. In Fig. 1 ist angenommen, daß die Hochgangzahnräder 17, 18 (die eine Übersetzung von z.B. 1:4 zwischen den Wellen 11 und 16 herstellen) beibehalten werden. In diesem Fall kann in dem zusätzlichen Getriebe 40 der eine Gang (Direktgang) die Übersetzung 1:1 und der andere Gang (Schnellgang) die ÜbersetzungInstead of or in addition to the clutch 50, an additional one can be installed between the clutch 20 and the powershift transmission 12 Two-speed manual transmission 40 can be provided, which is controlled by the control center 30 via lines 44 and 45. In Fig. 1 it is assumed that the high-speed gears 17, 18 (which have a ratio of e.g. 1: 4 between the shafts 11 and 16 manufacture) are retained. In this case, the one gear (direct gear) can be the translation in the additional transmission 40 1: 1 and the other gear (overdrive) the translation

3419^583419 ^ 58

1:1,5 haben, so daß eine Gesamt-Übersetzung von 1:6 entsteht. Die gleiche Wirkung kann aber auch dadurch erzielt werden, daß der Hochgang 17/18 und das Zweigang-Getriebe 40 zu einem einzigen Getriebe (zweistufiges Hochganggetriebe) vereinigt werden.1: 1.5, so that an overall ratio of 1: 6 is created. The same effect can also be achieved in that the high gear 17/18 and the two-speed transmission 40 to a single one Transmission (two-stage high-speed transmission) are combined.

Wirkung des Zwei-Gang-Schaltgetriebes 40Effect of the two-speed manual transmission 40

Beim Beschleunigen befindet sich das Getriebe 40 im Direktgang (Übersetzung 1:1), so daß kein Unterschied gegenüber vorher zu verzeichnen ist. Nun sei angenommen, ein Bremsvorgang beginne wieder (wie oben im Abschnitt "Bremsen") bei ν = 60 km/h und bei der minimalen Schwungraddrehzahl n,. Das Zusatzgetriebe 40 befindet sich zunächst noch im Direktgang, so daß die Drehzahl der Welle 16 (wie oben) entlang der Diagonalen e₆ abnimmt und die Drehzahl der Welle 11 entlang der Diagonalen f,. Hat der Kupplungsschlupf wieder den Mindestwert erreicht, (bei etwa 57 km/h), so wird nunmehr nicht das Lastschaltgetriebe 12 sondern das Zusatzgetriebe 40 umgeschaltet, in den obengenannten Schnellgang. Es ist angenommen, der Stufensprung im Zusatzgetriebe 40 sei gleich dem Stufensprung im Lastschaltgetriebe 12. Deshalb verändert sich nun die Drehzahl der Welle 16 genauso entlang der Zickzacklinie wie in dem Beispiel ohne Zusatzgetriebe. Die Drehzahl der Welle 11 verringert sich dagegen weiterhin entlang der Diagonalen fg. Erst wenn der Kupplungsschlupf zum zweiten Mal den Mindestwert erreicht (bei etwa 42 km/h), wird das Lastschaltgetriebe 12 vom sechsten Gang in den fünften Gang umgeschaltet; das Zusatzgetriebe 40 bleibt im Schnellgang. Danach läuft der Bremsvorgang genauso ab wie im ersten Beispiel. Man sieht aber, daß die Drehzahl der Welle 11 nunmehr entlang einer viel niedrigeren Zickzacklinie f (strichpunktiert) verläuft. Diese niedrigeren Drehzahlen sind einerseits in der Regel für alle üblichen Motoren zulässig und andererseits auch für das Lastschaltgetriebe 12 günstiger, weil in diesem weniger Verluste und Geräusche verursacht werden. Ein weiterer Vorteil ist, daß im unteren Fahrgeschwindigkeitsbereich sowohl beim Entladen als auch beim Aufladen des Speichers 14 ein zusätzlicher Gang zur Verfügung steht (in Fig. 2 nicht dargestellt).When accelerating, the gear 40 is in direct gear (ratio 1: 1), so that no difference can be recorded compared to before. Now it is assumed that a braking process begins again (as above in the section "Braking") at ν = 60 km / h and at the minimum flywheel speed n ,. The additional gear 40 is initially still in direct gear, so that the speed of the shaft 16 (as above) _{decreases along the diagonal e 6} and the speed of the shaft 11 along the diagonal f ,. If the clutch slip has reached the minimum value again (at about 57 km / h), it is now not the powershift transmission 12 but the additional transmission 40 that is switched into the above-mentioned overdrive gear. It is assumed that the progressive ratio in the additional transmission 40 is the same as the progressive ratio in the powershift transmission 12. Therefore, the speed of the shaft 16 now changes along the zigzag line as in the example without an additional transmission. The speed of the shaft 11, however, continues to decrease along the diagonal fg. Only when the clutch slip reaches the minimum value for the second time (at about 42 km / h) is the powershift transmission 12 switched from sixth gear to fifth gear; the additional gear 40 remains in overdrive. The braking process then proceeds in exactly the same way as in the first example. It can be seen, however, that the speed of the shaft 11 now runs along a much lower zigzag line f (dash-dotted line). These lower speeds are, on the one hand, generally permissible for all conventional motors and, on the other hand, also more favorable for the powershift transmission 12, because fewer losses and noises are caused in this. Another advantage is that an additional gear is available in the lower driving speed range both when discharging and when charging the accumulator 14 (not shown in FIG. 2).

3419^583419 ^ 58

Abweichend von Fig. 1 kann das zusätzliche Schaltgetriebe 40 nicht zwischen Kupplung 20 und Hochgang 17, 18, sondern zwischen Kupplung 20 und dem Schwungrad 14 angeordnet werden. Andere Variationsmöglichkeiten bestehen darin, daß die Wellen 11 und 16 durch ein Winkelgetriebe verbunden werden können und somit zueinander nicht parallel, sondern unter einem bestimmten Winkel angeordnet sind, oder darin, daß man das Schwungrad 14, die Kupplung 20 und das Hochganggetriebe koaxial zur Welle 11 anordnet.Notwithstanding FIG. 1, the additional gearbox 40 cannot be between clutch 20 and high gear 17, 18, but between Coupling 20 and the flywheel 14 are arranged. Other possible variations are that the shafts 11 and 16 can be connected by an angular gear and thus not parallel to one another, but under a certain Angle are arranged, or in that the flywheel 14, the clutch 20 and the high-speed gearbox are coaxial with the shaft 11 arranges.

Die Fig. 3 zeigt eine wichtige Möglichkeit zur weiteren Ausgestaltung der Erfindung. Dargestellt sind dort mehrere verschiedene Kurven, die der Kurve a der Fig. 2 entsprechen und das Abnehmen der Schwungrad-Drehzahl η beim Beschleunigen des Fahrzeugs zeigen. Wesentlich ist, daß alle diese Kurven bei einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit (z.B. 60 km/h), die wenig unter der Höchstgeschwindigkeit liegt, die minimale Schwungrad-Drehzahl n, erreichen. D.h. sie treffen sich alle in einem fixen Endpunkt, gleichgültig in welchem Ausgangspunkt der Beschleunigungs-Vorgang beginnt. Dies wird dadurch erreicht, daß die Steuerzentrale 30 den Sollwert, den sie in die Leitung 56a abgibt, nach unterschiedlichen Funktionen mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit ν variiert. Die jeweilige Funktion wird entsprechend dem Ausgangspunkt ausgewählt.3 shows an important possibility for further refinement the invention. Several different curves are shown there which correspond to curve a of FIG Show decrease in flywheel speed η when accelerating the vehicle. It is essential that all of these curves occur a certain driving speed (e.g. 60 km / h), which is a little below the maximum speed, the minimum flywheel speed n, reach. This means that they all meet at a fixed end point, regardless of the starting point of the The acceleration process begins. This is achieved in that the control center 30 has the setpoint value which it puts in the line 56a outputs, varies according to different functions with increasing driving speed ν. The respective function will selected according to the starting point.

Vorausgesetzt ist hier, daß das Schwungrad beim Beschleunigen stets gemeinsam mit dem Motor arbeitet. Wenn die derart gesteuerte Schwungrad-Drehverzögerung zu klein ist, um die vom Gaspedal 51 befohlene Fahrzeug-Beschleunigung aufzubringen, so erhöht die Steuerzentrale 30 die Füllung des Motors 10, so daß dieser das fehlende Beschleunigungsmoment erzeugt.The prerequisite here is that the flywheel always works together with the engine when accelerating. If the so controlled Flywheel rotation deceleration is too small to produce the vehicle acceleration commanded by accelerator pedal 51, so increased the control center 30 the filling of the motor 10, so that this generates the missing acceleration torque.

Durch eine solche Regelung wird gewährleistet, daß das Schwungrad bei allen Beschleunigungsvorgängen über nahezu den gesamten Fahrgeschwindigkeits-Bereich mitbenutzt werden kann; d.h. Motor und Schwungrad werden gleichmäßiger belastet als bei dem zuerst beschriebenen Beispiel, bei dem das Schwungrad oft schon bei etwa der halben Fahrgeschwindigkeit die Minimal-Drehzahl erreicht, so daß der Motor allein weiter beschleunigen muß.Such a control ensures that the flywheel during all acceleration processes over almost the entire Driving speed range can also be used; i.e. engine and flywheel are loaded more evenly than with the first one described example, in which the flywheel often reaches the minimum speed at about half the driving speed, so that the engine has to accelerate on its own.

3419^583419 ^ 58

Der Vorteil der beschriebenen Regelung besteht darin, daß ein schwächerer Motor verwendet werden kann, und daß das Umschalten auf alleinigen Motor-Betrieb viel seltener und bei einer ziemlich hohen Fahrgeschwindigkeit stattfindet. Ein etwaiger Umschalt-Stoö ist somit seltener und weniger unangenehm.The advantage of the regulation described is that a weaker motor can be used and that switching on sole engine operation takes place much less often and at a fairly high driving speed. A possible toggle shock is therefore less common and less uncomfortable.

Gemäß Fig. 1 hat die Kupplung 20 nur einen einzigen torusförmigen Arbeitsraum. Dabei ist angenommen, die Kupplung 20 habe achsparallele Schaufeln, so daß sie in beiden Kraftflußrichtungen gleich hohe Leistung übertragen kann. Abweichend hiervon kann bei Bedarf eine Doppelkupplung mit zwei Arbeitsräumen und mit schräggestellten Schaufeln (entsprechend DE-PS 16 00 191) vorgesehen werden. Hierdurch wird die übertragbare Leistung wesentlich erhöht.According to FIG. 1, the coupling 20 has only a single toroidal shape Working space. It is assumed that the coupling 20 has axially parallel blades so that they can flow in both directions can transmit the same high power. Deviating from this, a double clutch with two work spaces and be provided with inclined blades (according to DE-PS 16 00 191). This increases the transferable power significantly increased.

Eine weitere Variante zu Fig. 1 ist die folgende Anordnung: Man sieht zwischen dem Schwungrad 14 und der Getriebe-Eingangswelle 11 zwei zueinander parallele Antriebsstränge vor, die im Bereich der Welle 11 durch ein Hochgang-Sammelgetriebe aneinandergekoppelt sind, das ein Drehzahlverhältnis von z.B. 1:1,5 (entsprechend etwa dem Stufensprung des Schaltgetriebes 12) zwischen den beiden Antriebssträngen herstellt. Sodann ist in jedem Antriebsstrang eine hydrodynamische Kupplung mit nur einem einzigen Arbeitsraum und mit derart schräggestellten Schaufeln vorgesehen, daß die volle Leistung beim Aufladen des Speichers über die eine und beim Entladen des Speichers über die andere Kupplung übertragen weden kann. Hierdurch wird es überflüssig, daß das Hochgang-Getriebe zwei schaltbare Gänge aufweist (wie im Fall des Getriebes 40 der Fig. 1). Stattdessen wird einfach nur durch Entleeren der einen und gleichzeitiges Füllen der anderen Kupplung vom Direktgang in den Schnellgang (oder umgekehrt) umgeschaltet.Another variant of FIG. 1 is the following arrangement: You can see between the flywheel 14 and the transmission input shaft 11 two parallel drive trains, which are coupled to one another in the area of the shaft 11 by a high-speed gearbox that have a speed ratio of e.g. 1: 1.5 (roughly corresponding to the increment of the gearbox 12) between the two drive trains. Then there is a hydrodynamic coupling with only one in each drive train single working space and provided with blades inclined in such a way that the full power when charging the memory via one coupling and when discharging the storage unit via the other coupling. This makes it superfluous that the high-speed transmission has two shiftable gears (as in the case of the transmission 40 of FIG. 1). Instead of this is simply switched from direct gear to overdrive by emptying one clutch and filling the other at the same time (or vice versa) switched.

28.05.84 Sh/GKü
0197k05/28/84 Sh / GKü
0197k

- Leersei te- Blank page

Claims

Kennwort: "Speicher-Busgetriebe"Password: "memory bus transmission"

J.M. Voith GmbH HeidenheimJ.M. Voith GmbH Heidenheim

PatentansprücheClaims

1. Antriebsaggregat, insbesondere für Nahverkehrsfahrzeuge, mit den folgenden Merkmalen:1. Drive unit, especially for local transport vehicles, with the following features:

a) eine Antriebsmaschine (10), vorzugsweise ein Brennkraftmotor, ist mit einem (vorzugsweise unter Last schaltbaren) Gangschaltgetriebe (12) verbunden, das eine Eingangswelle (11) und eine Ausgangswelle (13) aufweist;a) a prime mover (10), preferably an internal combustion engine, is equipped with a (preferably under load switchable) gear shift transmission (12) connected, which has an input shaft (11) and an output shaft (13) having;

b) die Eingangswelle (11) des Gangschaltgetriebes ist über einen Knotenpunkt, z.B. Sammelgetriebe (17, 18), und über einen Drehzahlwandler (20), dessen Übersetzung stufenlos verstellbar ist, mit einem Schwungradspeicher (14) verbunden;b) the input shaft (11) of the gearshift transmission is via a junction, e.g. gearbox (17, 18), and a speed converter (20), the translation of which is continuously adjustable, with a flywheel accumulator (14) connected;

c) das Antriebsaggregat ist derart steuerbar, daß es Rotationsenergie übertragen kann im Traktionsbetrieb vom Schwungradspeicher (14) zur Ausgangswelle (13) ("positive Kraftflußrichtung¹¹) und im Bremsbetrieb von der Ausgangswelle (13) zum Schwungradspeicher (14) ("negative Kraftflußrichtung");c) the drive unit can be controlled in such a way that it can transfer rotational energy in traction ^{mode from the flywheel accumulator (14) to the output shaft (13) ("positive force flow direction 11} ) and in braking operation from the output shaft (13) to the flywheel accumulator (14) (" negative force flow direction ") );

d) der Ubersetzungsbereich des Drehzahlwandlers (20) ist nur ein Bruchteil des Drehzahlbereiches des Schwungradspeichers (14);d) is the transmission range of the speed converter (20) only a fraction of the speed range of the flywheel accumulator (14);

e) eine Steuereinrichtung (30) löst beim Annähern der Übersetzung des Drehzahlwandlers (20) an eine Grenze seines Übersetzungsbereiches ein Umschalten des Gangschaltgetriebes (12) aus, derart daß die Übersetzung des Drehzahlwandlers (20) in dem genannten Übersetzungsbereich verbleibt;e) a control device (30) triggers when the gear ratio of the speed converter (20) approaches a limit its translation range a switching of the gear shift transmission (12), so that the translation the speed converter (20) remains in said gear ratio range;

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:characterized by the following features:

f) der Drehzahlwandler (20) ist als eine schlupffähige Kupplung (vorzugsweise hydrodynamische Kupplung) ausgebildet, deren Schlupf stufenlos verstellbar ist;f) the speed converter (20) is a slippable one Coupling (preferably hydrodynamic coupling) formed, the slip of which is continuously adjustable;

g) die Steuereinrichtung (30) steuert - in Abhängigkeit vom Befehl "Traktion" oder "Bremsen" - eine zwischen der Abtriebswelle (13) und dem Schwungradspeicher (14) vorgesehene Schaltgetriebeanordnung (z.B. das genannte Gangschaltgetriebe 12 oder ein zusätzliches, der Kupplung 20 zugeordnetes Schaltgetriebe) derart, daß die Drehzahl der jeweils in Kraftflußrichtung ersten Kupplungshälfte (21 oder 22) größer ist als die Drehzahl der anderen Kupplungshälfte (22 oder 21).g) the control device (30) controls - depending on the command "traction" or "braking" - one between the output shaft (13) and the flywheel accumulator (14) provided gearbox arrangement (e.g. the said Gearbox 12 or an additional gearbox assigned to the clutch 20) such that the Speed of the first coupling half in the direction of force flow (21 or 22) is greater than the speed of the other coupling half (22 or 21).

2. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Antriebsmaschine (10) und dem Knotenpunkt (z.B. Zahnrad 18) eine Trennvorrichtung (Schaltkupplung oder Freilauf) angeordnet ist, die beim Bremsbetrieb die Antriebsmaschine (10) vom Gangschaltgetriebe (12) löst.2. Drive unit according to claim 1, characterized in that between the drive machine (10) and the node (e.g. gear 18) a disconnecting device (clutch or freewheel) is arranged, which during braking the The drive machine (10) is released from the gear shift transmission (12).

3. Antriebsaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmaschine (10) auch beim Anfahren des Fahrzeugs vom Gangschaltgetriebe (12) lösbar ist.3. Drive unit according to claim 2, characterized in that that the drive machine (10) can also be released from the gear shift transmission (12) when the vehicle starts up.

4. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Regler (60) laufend die Drehzahländerung des Schwungradspeichers (14) mit dem gewünschten Beschleunigungs- bzw, Bremsmoment vergleicht und die Füllungsgrad-Zunahme in der Kupplung (20) derart steuert, daß sich die verglichenen Werte aneinander angleichen.4. Drive unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that a controller (60) continuously changes the speed of the flywheel accumulator (14) with the desired acceleration or braking torque and compares the increase in the degree of filling controls in the clutch (20) in such a way that the compared values are equal to one another.

5. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (30) beim Erreichen der minimalen Schwungrad-Drehzahl (Traktionsbetrieb) bzw. beim Erreichen der maximalen Schwungrad-Drehzahl (Bremsbetrieb) die Kupplung (20) entleert.5. Drive unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that the control device (30) upon reaching the minimum flywheel speed (traction mode) or when the maximum flywheel speed is reached (Braking operation) the clutch (20) is emptied.

6. Antriebsaggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (30) zusammen mit dem Entleeren der Kupplung (20) das Hochfahren des Motors (10) bzw. das Zuschalten einer zusätzlichen Bremseinrichtung auslöst.6. Drive unit according to claim 4, characterized in that the control device (30) together with the emptying the clutch (20) triggers the start-up of the motor (10) or the connection of an additional braking device.

7. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kupplung (20) und dem Schaltgetriebe (12) ein Zwei-Gang-Schaltgetriebe (40) vorgesehen ist.7. Drive unit according to one of claims 1 to 6, characterized in that between the coupling (20) and the Gearbox (12) a two-speed gearbox (40) is provided.

8. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kupplung (20) und dem Schwungradspeicher (14) eine Zwei-Gang-Schaltgetriebe vorgesehen ist.8. Drive unit according to one of claims 1 to 6, characterized in that between the coupling (20) and the Flywheel accumulator (14) a two-speed manual transmission is provided.

28.05.84 Sh/GKü
0197k05/28/84 Sh / GKü
0197k